sợi quang và sự truyền ánh sáng trong sợi quang

TI NCKH lời nói đầu Cùng với sự phát triển mọi mặt về kinh tế xã hội, các nhu cầu vui chơi giải trí của con ngời cũng tăng lên nhanh không ngừng cả về số lọng và chất lợng. Hoà vào xu thế đó, các dịch vụ viễn thông cũng không ngừng phát triển nhằm thoả mãn các nhu cầu của con ngời, đặc biệt là con ngời của kỷ nguyên và thông tin. Để tạo ra đợc một cơ sở hạ tầng tốt làm nền tảng để phát triển các dịch vụ thông tin, hệ thống truyền dẫn cũng ngày càng đợc cải tiến và nâng cao về chất l- ợng. Từ khi ra đời cáp quang đã thể hiện là một môi trờng truyền dẫn lý tởng với băng thông gần nh vô hạn và rất nhiều u điểm khác. Các hệ thống truyền dẫn mới chỉ khai thác một phần rất nhỏ băng thông của sợi quang. Do việc nâng cấp tuyến truyền dẫn bằng cách tăng tốc độ tín hiệu điện gặp nhiều khó khăn, các nhà khoa học đã tìm cách nâng cao tốc độ tuyến bằng cách tăng tốc độ tín hiệu quang. Trong khuôn khổ bản báo cáo thực tập với mong muốn giới thiệu tổng quan của thông tin quang bao gồm bốn chơng sau: ChơngI: Tổng quan về hệ thống thông tin quang ChơngII: Sợi quang và sự truyền ánh sáng trong sợi quang ChơngIII: Cáp quang Chơng IV: Phần tử chuyển đổi điện quang-quang điện Với nội dung trên cuốn báo cáo góp một phần nhỏ trong lĩnh vực nghiên cứu và phát triển sợi quang. Sau cùng em xin trân trọng gửi tới thầy giáo hớng dẫn Th.s.Lấ QUANG KHI lòng biết ơn sâu sắc về sự chỉ dẫn chu đáo, tận tình trong quá trình thực hiện bản báo cáo thực tập này. 1 TI NCKH Chơng I: Tổng quan về hệ thống thông tin quang . I. Giới thiệu về thông tin quang. 1. Khái quát chung Thông tin quang có tổ chức hệ thống cũng tơng tự các hệ thống thông tin khác vì thế thành phần cơ bản nhất của hệ thống thông tin quang luôn tuân thủ theo một hệ thống thông tin chung .Đây là nguyên lý mà loài ngời đã sử dụng ngay từ thời kỳ khai sinh ra các hình thức thông tin , tín hiệu cầu truyền đi đợc phát vào môi trờng truyền dẫn tơng ứng, và đầu thu sẽ thu lại tín hiệu cầu truyền. Đối với hệ thống thông tin quang thì môi trờng truyền dẫn ở đấy chính là sợi dẫn quang ,nó thực hiện truyền ánh sáng mang tín hiệu thông tia từ phía phát tới phía thu. Vào năm 1960, việc phát minh ra Laserddeer làm nguồn phát quang đã mở ra một thời kỳ mới có ý nghĩa rất to lớn trong lịch sử của kỹ thuật thông tin sử dụng dải tần ánh sáng .Theo lý thuyết thì nó cho phép thực hiện thông tin với l- ợng kênh rất lớn vợt rất nhiều lần các hệ thống Viba hiện có. Hàng loạt các thực nghiệm về thông tin trên bầu khí quyển đợc tiến hành ngay sau đó. Một số kết quả thu đợc nhng tiếc rằng chi phí quá tốn kém, kinh phí tập trung vào sản xuất các thiết bị để vợt qua đợc các cản trở do điều kiện thời tiết (ma, tuyết ) gây ra là rất lớn, chính vì vậy nó cha thu hút đợc sự chú ý của mạng lới. Một hớng nghiên cứu khác cùng thời gian này là đã tạo đợc hệ thống thông tin đáng tin cậy hơn hớng thông tin khí quyển đó là sự phát minh ra sợi quang. Các sợi dẫn quang lần đầu tiên đợc chế tạo mặc dù suy hao lớn (khoảng 1000db/Km),đã tạo ra đợc một mô hình hệ thống có xu hớng linh hoạt khả thi hơn .Tiếp theo là KAO,Hockman và Werts năm 1966đã nhận thấy sự suy hao cua sợi quang là do tạp chất có trong vật liệu chế tạo. Những nhận định đó đã đợc sáng tỏ khi Kapron,Keck và Maurer chế tạo thành công sợi thuỷ tinh có suy hao 20db/Km vào năm 1970. Suy hao nay cho phép tạo ra cự ly truyền dẫn tơng đơng với các hệ thống truyền dẫn bằng cáp đồng. Với sự cố gắng đó các sợi dẫn quang có suy hao nhỏ lần lợt ra đời. Đầu những năm 1980, các hệ thống thông tin trên 2 TI NCKH sợi dẫn quang đã đợc phổ biến khá rộng với vùng bớc sóng làm việc 1300nm. Và bây giờ sợi dẫn quang đã đạt tới mức suy hao rất nhỏ khoảng 0,154db/Km tại bớc sóng dài hơn là 1550nm cho thấy sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ sợi quang trong hai thập niên qua. Giá trị suy hao này đã gần đạt tới mức tính toán trên lý thuyết cho các sợi quang đơn mốt là 0,14db/Km . Cùng với sợi quang, công nghệ chế tạo các nguồn phát và thu quang đã tạo ra hệ thống thông tin quang với u điểm trội hơn hẳn so với các hệ thống thông tin các kim loại là: - Suy hao truyền dẫn. - Băng tần truyền dẫn rất lớn. - Không bị ảnh hởng của nhiều điện từ. - Có tính bảo mật tín hiệu thông tin. - Có kích thớc và trọng lợng nhỏ. - Sợi có tính cách điện tốt. - Tin cậy và linh hoạt. - Sợi đợc chế tạo từ vật liệu thông thờng Do các u điểm trên mà hệ thống thông tin quang đợc áp dụng rộng rải trên mạng lới. Chúng có thể xây dựng làm các tuyến đờng trục trung kế, liên tỉnh, thuê bao kéo dài, truy nhập vào mạng thuê bao linh hoạt và đáp ứng mọi môi tr- ờng lắp đặt từ trong nhà, trong các cấu hình thiết bị cho đến xuyên lục địa, vợt đại dơng Các hệ thống thông tin quang cũng rất phù hợp cho truyền dẫn số không loại trừ tín hiệu dới dạng ghép kênh nào, các tiêu chuẩn từ Châu Âu Bắc Mỹ và Nhật Bản. Ngoài các luồng tốc độ đó có một tiêu chuẩn mới phát triển trong những năm gần đây gọi là SONET (Sunchronceus optical Network), tốc độ truyền dẫn ở tiêu chuẩn này hơi khác, nó xác định cấu trúc khung đồng bộ để gửi một lu lợng ghép kênh số trên sợi quang. Hiện nay các hệ thống thông tin quang đã đợc ứng dụng rộng rãi trên thế giới, chúng đáp ứng đợc cả tín hiệu tơng tự (Analog) và số (digital), chúng cho phép truyền dẫn tất cả các tín hiệu dịch vụ băng hẹp và băng rộng, đáp ứng mọi nhu cầu của mạng số hóa liên kết đa dịch vụ (ISDN). Số lợng cáp quang hiện nay 3 TI NCKH đợc lắp đặt trên thế giới với số lợng lớn, đủ mọi tốc độ truyền dẫn với các cự ly khác nhau, các cấu trúc mạng đa dạng. Nhiều nớc lấy cáp quang làm môi trờng truyền dẫn chính cho mạng viễn thông. Các hệ thống thông tin quang sẽ là mũi đột phá về tốc độ, cự ly truyền dẫn và cấu hình linh hoạt cho các dịch vụ viễn thông cấp cao. Bảng 1-1: Tốc độ truyền dẫn tiêu chuẩn ở Bắc Mỹ, Châu Âu và Nhật Bản. Phân cấp Khối Bắc Mỹ Khối Châu Âu Nhật Bản Tốc độ bit Mbit/s Số kênh thoại Tốc độ bit Mbit/s Số kênh thoại Tốc độ bit Mbit/s Số kênh thoại 1 2 3 4 5 1,544 6,312 44,736 274,176 274,176 24 96 672 4032 4032 2,048 8,448 34,368 139,264 565,184 30 120 480 1920 7680 1,544 6,312 32,064 97,728 396,200 24 96 480 1440 5760 Bảng 1-2: Các mức phân cấp tín hiệu SONET Mức OC - 1 OC - 3 OC - 9 OC-12 CO-18 OC-24 OC-36 OC-48 Tốc độ truyền Mbit/s 51,84 155,52 466,56 622,08 933,12 1244,16 1866,24 2488,32 2.Cấu trúc và thành phần chính trong tuyến truyền dẫn quang. Nhìn chung, các hệ thống thông tin quang thờng phù hợp hơn cho việc truyền dẫn tín hiệu số và hầu hết quá trình phát triển của hệ thống thông tin quang đều đi theo hớng này. Theo quan niệm thống nhất đó, ta xét cấu trúc của tuyến thông tin gồm các thành phần chính sau: - Phần phát quang. 4 TI NCKH - Cáp sợi quang. - Phần thu quang. Phần phát quang cấu tạo từ nguồn phát tín hiệu quang và các mạch điện điều khiển liên kết với nhau. Cáp quang bao gồm các sợi dẫn quang và các lớp vở bọc xung quanh để bảo vệ khỏi tác động có hại từ môi trờng bên ngoài. Phần thu quang do bộ tách sóng quang và mạch khuếch đại, tái tạo tín hiện hợp thành. Ngoài các thành phần chủ yếu trên, tuyến thông tin quang còn có các bộ nối quang Counetor, các mối hàn, các bộ nối quang, chia quang và trạm lặp. Tất cả tạo nên một tuyến thông tin quang hoàn chỉnh. 5 Nguồn phát quang Các thiết bị khác Khuếch đại Bộ thu quang Trạm lặp Bộ phát quang Tín hiệu điện vào Mạch điều khiển Bộ nối quang Sợi dẫn quang Mối hàn sợi Bộ chia quang Phát quang Mạch điện Thu quang Khuếch đại quang Chuyển đổi tín hiệu Đầu thu quang Tín hiệu điện ra TI NCKH Hình 1-1: Tổng quát của hệ thống thông tin quang Trạm lặp có cấu trúc gồm có thiết bị phát và thiết bị thu ghép quay phần điện vào nhau. Thiết bị thu ở trạm lặp sẽ thu tin hiệu quang yếu rồi tiến hành biến đổi thành tín hiệu điện, khuếch đại tín hiệu này sửa dạng và đa vào đầu vào thiết bị phát quang. Thiết bị phát quang thực hiện biến đổi tín hiệu điện thành tín hiệu quang rồi lại phát tiếp vào đờng truyền. Những năm gần đâycác bộ khuyếch đại quang đã đợc sử dụng để thay thế cho các thiết bị trạm lặp quang. II. Sơ đồ tổng quát của hệ thống thông tin quang. 1.Các chức năng: Hình 1-2: Tổng quát hệ thống thông tin điện (a) và quang(b) 1. Nguồn tín hiệu thông tin là nh nhau,đều là các dạng thông tin thông th- ờng hiện nay nh tiếng nói, hình ảnh, số liệu, văn bản 2. Phần điện tử: là phần chung của cả hai hệ thống, để xử lý nguồn tin, tạo ra các tín hiệu điện đa vào các hệ thống truyền dẫn, có thể là tín hiệu analog hoặc digital (điểm A). 3. Bộ biến đổi điện quang E/O để thực hiện điều biến tín hiệu điện vào c- ờng độ bức xạ quang để cho phát đi. Cũng nh trong thông tin điện với nhiều ph- ơng thức điều biến khác nhau, trong thông tin quang cũng có nhiều phơng pháp điều biến tín hiệu điện vào bức xạ quang. Các hệ thống hiện nay đang làm việc 6 A a) b) Nguồn tín hiệu Phần điện tử A Nguồn tín hiệu Phần điện tử C Sợi quang SQ Biến đổi điện quang E/O C Kênh truyền dẫn Điều biến Tín hiệu thu Tín hiệu thu D B B Biến đổi điện quang O/E D Phần điện tử Giải điều Phần điện tử TI NCKH theo nguyên lí điều biến trực tiếp cờng độ ánh sáng, còn các hệ thống coherence trong tơng lai thì áp nguyên lý điều biến gián tiếp bằng cách điều pha hoặc điều tần các tia bức xạ coherence là các bức xạ kết hợp. Tín hiệu ra phải là tín hiệu quang, các tín hiệu cao tần đợc điều biến biên độ hoặc pha hoặc tần số. 4. Sợi quang SQ để truyền dẫn ánh sáng của nguồn bức xạ (E/O) đã điều biến, vai trò nh kênh truyền dẫn. 5. Bộ biến đổi quang điện (O/E) là bộ thu quang, tiếp nhận ánh sáng từ sợi quang đa vào biến đổi trở lại thành tín hiệu điện nh tín hiệu phát đi. Tín hiệu vào của hai bộ này (điểm D) khác dạng nhau (điện hoặc quang) nhng tín hiệu ra của chúng (điểm B) là tín hiệu điện giống nhau để đa vào phần điện tử, tách ra tín hiệu thu giống tín hiệu phát đi ở nguồn tin ban đầu. 6. Tải tin: Trong hệ thống điện thì tải tin là các sóng điện từ cao tần, trong hệ thống quang và ánh sáng cũng là sóng điện từ song có tần số rất cao (10 14 ữ10 15 ) do vậy tải tin quang rất thuận lợi cho tải các tín hiệu băng rất rộng. 7. Vấn đề chuyển tiếp tín hiệu: Tín hiệu truyền đa trên đờng truyền bị tiêu hao, nên sau một khoảng cách nhất định phải có trạm lặp khuyếch đại (tín hiệu analog) hoặc tái sinh tín hiệu (tín hiệu digital). Hiện nay cha thực hiện đợc khuyếch đại hoặc tái sinh tín hiệu quang, nên tại các trạm khuyếch đại trung gian hoặc các trạm lặp phải thực hiện ba bớc sau: - Chuyển đổi từ tín hiệu quang sang tín hiệu điện. - Sửa đổi dạng tín hiệu đã bị méo hoặc tái sinh tín hiệu dới dạng điện. - Chuyển đổi tín hiệu điện đã đợc khuyếch đại hoặc tái sinh thành tín hiệu quang để tiếp tục phát đi. 8. Năng lực truyền dẫn: Năng lực truyền dẫn của hệ thống đợc đánh giá qua hai đại lợng: - Độ rộng băng tần có thể truyền dẫn đợc. - Cự li trạm lặp hoặc độ dài đoạn chuyển tiếp Xu thế của các hệ thống truyền dẫn quang là truyền dẫn dải rất rộng và cự li trạm lặp rất lớn. Thực tế các hệ thống quang hiện nay đã vợt qua các hệ thống 7 TI NCKH truyền dẫn điện ở cả hai yêu cầu trên. Các đại lợng trên đợc xác định bởi nhiều yếu tố liên quan đến nhau nh sau: - Tiêu hao và tán xạ truyền dẫn của sợi quang. - Công suất bức xạ và khả năng điều biến của linh kiện phát quang. - Độ nhạy của máy thu quang. - Tiêu hao phụ khi sử lí các phần tử trên toàn tuyến. 2. Ưu điểm và nhợc điểm của hệ thống thông tin quang a. Ưu điểm: 1. Sợi quang nhỏ và nhẹ hơn các kim loại, đờng kính mẫu của sợi quang là 0,1 mm, nhỏ hơn rất nhiều so với sợi cáp đồng trục 10mm. 2. Sợi cáp nhỏ hơn sợi cáp kim loại, nhẹ hơn, dễ uốn cong. Chi phí vật liệu cáp ít, cáp lại đợc lắp đặt thuận tiện, ngay cả bằng tay. Cáp quang hiện nay cho phép tăng đợc nhiều kênh truyền dẫn mà chỉ tăng đờng kính cáp rất ít. 3. Sợi quang chế từ thuỷ tinh thạch anh là môi trờng trung tính với ảnh h- ởng của nớc, axít, kiềm nên không sợ bị ăn mòn, ngay cả khi lớp vỏ bảo vệ bên ngoài có bị h hỏng nhng sợi thuỷ tinh còn tốt thì vẫn bảo đảm truyền tin tốt. 4. Sợi thuỷ tinh là sợi điện môi nên hoàn toàn cách điện, không sợ bị chập mạch. 5. Tín hiệu truyền trong sợi quang không bị ảnh hởng của điện từ trờng ngoài, nên có thể sử dụng sợi để cho các hệ thống thông tin ở những nơi có nhiễu điện từ trờng mạnh nh trong các nhà máy, nhà máy điện mà không cần che chắn ảnh hởng điện từ. 6. Cũng vì nhẹ và không bị ảnh hởng điện từ nên sợi quang cũng đợc sử dụng nhiều trong máy bay, tàu thuỷ, hoặc trong công nghiệp để truyền số liệu. 7. Không gây nhiễu ra bên ngoài và cũng không gây xuyên âm giữa các sợi quang, đảm bảo không bị nghe trộm. 8. Vì sợi quang là sợi điện môi, nên đầu vào và đầu ra của hệ thống hoàn toàn cách điện và không có mạch vòng chảy qua đất. 8 TI NCKH 9. Tiêu hao nhỏ không phụ thuộc tần số tín hiệu và tiêu hao nhỏ trong dải tần rộng nên cho phép truyền dẫn băng rộng, truyền đợc tốc độ lớn hơn cáp kim loại khi cùng chi phí xây dựng mạng.Trong tơng lai làm cáp thuê bao cho các dịch vụ dải rộng cũng rất phù hợp. 10. Vì có tiêu hao nhỏ nên cho phép đạt cự ly khoảng lặp lớn hơn của cáp kim loại rất nhiều. b. Nhợc điểm: Do lu lợng thông tin đòi hỏi ngày càng lớn, dung lợng tuyến ngày càng đ- ợc nâng cao và đến lúc vợt quá khả năng của thiết bị truyền dẫn. Nhất là các tuyến cáp quang, trục cáp quang có dung lợng tuyến tăng rất nhanh. Để nâng cao khả năng của một tuyến thông tin các nhà điều hành mạng phải lựa chọn: 1. Xây dựng thêm tuyến truyền dẫn quang. 2. Nâng cấp đờng tuyến bằng phơng pháp ghép kênh theo thời gian. 3. Nâng cấp đờng truyền bằng phơng pháp ghép kênh theo bớc sóng Hệ thống thông tin quang yêu cầu công nghệ chế tạo các linh kiện rất tinh vi và đòi hỏi độ chính xác tuyệt đối đặc là trong việc hàn nối sợi quang là rất phức tạp. Việc cấp nguồn điện cho trạm trung gian là khó vì không lợi dụng luôn đ- ợc đờng truyền nh ở trong các hệ thống thông tin điện(ví dụ nh việc cấp nguồn điện cho trạm lọc ở giữa biển). Chơng II: Sợi quang và sự truyền ánh sáng trong sợi quang 1. Bản chất của ánh sáng. Bản chất của ánh sáng có thể coi là một chùm các phần tử lại rất nhỏ bé đợc phát ra từ một nguồn sáng. Các phần tử này đợc hình dung nh đang đi theo một đờng thẳng và thâm nhập vào môi trờng trong suốt nhng lại bị phản xạ khi 9 TI NCKH gặp các môi trờng đục. Quan điểm này đã mô tả đầy đủ các hiệu ứng về quang học trong một phạm vi riêng nào đó ví dụ nh hiện tợng phản xạ và khúc xạ ánh sáng, nhng lại không đúng khi dùng thuyết này để giải thích về hiện tợng nhiễu xạ và giao thoa. Vào năm 1864, Maxwell đã chứng minh bằng lý thuyết rằng bản chất của sóng ánh sáng là sóng điện từ. Hơn thế khi quan sát các hiệu ứng về phân cực ngời ta thấy sự chuyển động của sóng luôn vuông góc với hớng của sóng đi, điều đó nói lên sóng ánh sáng là sóng ngang. 2. Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng. Nguyên lý truyền dẫn ánh sáng chủ yếu dựa vào hiện tợng phản xạ toàn phần của tia sáng tại mặt phân cách hai môi trờng khi nó đi từ môi trờng đặc hoá sang môi trờng loãng hơn. Cho một tia sáng đi từ môi trờng có chiết suất n 1 sang môi trờng có chiết suất n 2 (n 2 < n 1 ); Tia tới 91) hợp với pháp tuyến P của mặt phân cách giữa hai môi trờng một góc tới là . Khi sang môi trờng thứ hai, tia sáng bị khúc xạ và hợp với pháp tuyến P một góc khúc xạ các đại lợng này đều tuân theo định luật khúc xạ ánh sáng: n 1 sin = sin ứng với góc tới hạn T thì góc khúc xạ = 90 0 lúc này sinT = 10 n 2 n 1 2 P (1) n 2 n 1 (2) 1 P n 2 n 1 T Vùng phản xạ toàn phần [...]... lõi và lớp bọc khác nhau một cách rõ rệt nh hình bậc thang Các tia sáng từ nguồn quang phóng vào đầu sợi với góc tới khác nhau sẽ truyền theo những đờng khác nhau b n n >n 2 a 0 n 2 n 1 2 1 n a n 2 b Hình 2-2: Sự truyền ánh sáng trong sợi có chiết suất nhảy bậc (SI) Các tia sáng truyền trong lõi sợi với cùng vận tốc (vì v = c/n 1, ở đây n1 không đổi) mà chiều dài đờng truyền khác nhau nên thời gian truyền. .. dẫn Mode ở đây chính là sự lan truyền ánh sáng dọc theo sợi đợc mô tả dới dạng các sóng điện từ truyền dẫn Mỗi một mode truyền dẫn là một mẫu các trờng điện và trờng từ đợc lặp đi lặp lại dọc theo sợi ở các khoảng cách tơng đơng với bớc sóng 3 Các dạng phân bố chiết suất trong sợi quang a.Khẩu độ số NA Sự phản xạ toàn phần chỉ xảy ra đối với những tia sáng có góc tới ở đầu sợi nhỏ hơn góc giới hạn... là: các tia sáng phải đi từ môi trờng chiết suất lớn hơn sang môi trờng chiết suất nhỏ hơn và góc tới của tia sáng phải lớn hơn góc tới hạn Cấu trúc của sợi dẫn quang và các mode truyền dẫn Để đảm bảo sự lan truyền của ánh sáng trong sợi thì trớc hết cấu trúc của nó phải là một ống dẫn nóng hoạt động ở dải tần quang, có dạng hình trụ làm bằng vật liệu thủy tin có chỉ số chiết suất n1 lớn và bao quanh... dài sợi Điều này dẫn tới một hiện tợng: Khi đa một xung ánh sáng hẹp vào đầu sợi lại nhận đợc một xung ánh sáng rộng hơn ở cuối sợi Đây là hiện tợng tán sắc, do có độ tán sắc lớn nên sợi SI không thể truyền tín hiệu số có tốc độ cao qua cự li dài đợc Nhợc điểm này có thể khắc phục đợc trong loại sợi có chiết suất giảm dần 12 TI NCKH c Sợi đa mode (MM: Multi- Mode) Sợi đa mode có đờng kính lõi và khẩu... cầu cho phép thì sẽ dẫn đến sự suy hao thông tin truyền trong cáp Ngoài ra u nhợc điểm của cáp quang còn phụ thuộc vào sự phân loại sử dụng cáp theo yêu cầu kỹ thuật nh cáp truyền dẫn đờng dài, nội hạt hay là trên mạng trung kế và theo yêu cầu về địa lý nh cáp chôn trong cống, cáp thả dới nớc 3.Các loại cáp và ứng dụng : Thiết kế và lựa chọn cáp sợi quang chủ yếu phụ thuộc vào môi trờng lắp đặt Có... quang điện 1 Bộ tách sóngPhotodiôt PIN: - cấu trúc cơ bản gồm các vùng P và n cách nhau bằng một lớp tự dẫn i rất mỏng Để thiết bị hoạt động, thì cần phải cấp một thiên áp ngợc để vùng bên trong rút hết các hạt mang Khi đó sự tập trung hạt mang n và P là nhỏ không đáng kể so với sự tập trung tạp chất trong vùng này Khi có ánh sáng đi vào photodiôt quá trình xảy ra là nếu một photon trong chùm ánh sáng. .. Suy giảm tín hiệu trên sợi dẫn quang: a Suy hao do hấp thụ: - Sự hấp thụ của các tạp chất kim loại: Các tạp chất kim loại trong thuỷ tinh là một trong những nguồn hấp thụ năng lợng ánh sáng Các tạp chất thờng gặp là Sắt (Fe), Đồng (Cu), Mangan (Mn), Chromium (Cr), Cobal (Co), Niken (Ni) Mức độ hấp thụ của từng loại tạp chất phụ thuộc vào nồng độ tạp chất và bớc sóng ánh sáng truyền qua nó Với nồng... độ ẩm cũng là một trong những nguyên nhân gây suy hao của sợi quang Trong quá trình chế tạo nồng độ của các ion OH trong lõi sợi đợc giữ ở mức dới một phần tỉ để giảm độ hấp thụ của nó (dB/km) 3 2 1 0 600 800 1000 1200 1400 (nm) 1600 Hình2-9: Độ hấp thụ của ion OH(với nồng độ 10-6) - Sự hấp thụ bằng cực tím và hồng ngoại: Ngay cả khi sợi quang và thuỷ tinh có độ tinh khiết cao sự hấp thụ vẫn xảy... chung: Để đa đợc sợi dẫn quang vào sử dụng trong môi trờng thực tế của mạng lới viễn thông, các sợi cần phải kết hợp lại thành cáp với môi trờng lắp đặt Cấu trúc của cáp sợi quang rất đa dạng và khác nhau ở nhiều điểm, tuỳ thuộc vào các điều kiện cụ thể và dựa vào môi trờng đặt cáp mà cpá quang cũng có các tên nh cáp kim loại là: - cáp chôn trực tiếp dới đất 18 TI NCKH - cáp kéo trong cống - cáp treo... lõi và có chiết suất n2 < n1 Vật liệu cấu tạo lõi sợ thờng là thủy tinh, còn vỏ phản xạ có thể là thủy tinh hay chất dẻo trong suốt Việc phân loại sợi quang phụ thuộc vào sự thay đổi thành phần chiết suất của lõi sợi - Loại sợi có chỉ số chiết suất đồng đều ở lõi sợi gọi là sợi có chỉ số chiết suất phân bậc (SI - Step Index) - Loại sợi có chỉ số chiết suất Gradien (GI) - Loại sơi phân chia theo mode truyền . biển). Chơng II: Sợi quang và sự truyền ánh sáng trong sợi quang 1. Bản chất của ánh sáng. Bản chất của ánh sáng có thể coi là một chùm các phần tử lại rất nhỏ bé đợc phát ra từ một nguồn sáng. Các. tin quang bao gồm bốn chơng sau: ChơngI: Tổng quan về hệ thống thông tin quang ChơngII: Sợi quang và sự truyền ánh sáng trong sợi quang ChơngIII: Cáp quang Chơng IV: Phần tử chuyển đổi điện quang- quang. quang. 4 TI NCKH - Cáp sợi quang. - Phần thu quang. Phần phát quang cấu tạo từ nguồn phát tín hiệu quang và các mạch điện điều khiển liên kết với nhau. Cáp quang bao gồm các sợi dẫn quang và